高阶HDI散热新方案:陶瓷基板供应商梳理
一. 驱动逻辑
随着GPU单卡功率从300W跃升至1200W以上,传统HDI板的散热瓶颈已成为制约AI服务器性能的核心痛点。
陶瓷方案HDI结合了HDI板的高密度布线与陶瓷基板的极致散热性能,有望成为新一代AI服务器高速互联的核心技术方向:
(1)散热效率提升
GPU计算卡中,HDI向8阶演进,线宽线距达10um以下、盲埋孔密度提升3倍以上,整体热阻叠加严重。
陶瓷基板在HDI芯板里作为散热层嵌入,并让热量以最短路径传导,热阻降低70%以上。
(2)热稳定性提升
陶瓷的热膨胀系数与硅芯片接近,减少热应力导致的PCB形变与焊点疲劳,适用于AI服务器的长期稳定运行。
二.HDI概览
HDI板(高密度互连板)是采用激光盲埋孔、微过孔技术,实现线路高密度分布的刚性多层PCB,适配高速、高功率场景。
核心特点:极致布线密度(采用微盲孔代替传统通孔)、电气性能优异(短路径互联,串扰减少)、高集成度(可实现元器件埋入式设计)
按阶数(微过孔叠层数量),可分为一/二阶HDI(手机、平板等)、高阶HDI(服务器GPU主板)。
三.陶瓷基板解析
陶瓷基板是以电子陶瓷粉体为基底,经成型、高温烧结、金属化工艺制备的无机电子基材。
其兼具高导热、高绝缘、优异高频性能与机械强度,主要用于服务器、功率器件、光通信等高散热、高频场景。
3.1 主要组成
(1)基底材料:决定基板的导热、绝缘、热膨胀等核心性能,主流材质为氮化铝、氧化铝、氮化硅。
(2)金属导电层:高纯铜箔,通过DPC(直接镀铜)、DBC(直接键合铜)、AMB(活性金属钎焊)等工艺与陶瓷结合。
3.2 陶瓷方案HDI
陶瓷方案HDI是将陶瓷基板作为散热芯板嵌入HDI板叠层,形成复合结构,目前有陶瓷芯板嵌入法、DPC、LTCC等多种技术路线。
3.3 相关布局厂商
科翔股份:PCB全品类布局,陶瓷基板聚焦AMB工艺与氮化铝材料,与北美大厂合作研发AI服务器用陶瓷嵌入式HDI。
中瓷电子:国内高端电子陶瓷龙头,陶瓷封装与基板包括光通信陶瓷外壳、陶瓷基板等,覆盖DBC、AMB、DPC等工艺路线。
富乐德:主营半导体设备洗净服务,子公司富乐华主营陶瓷基板,AMB基板、DBC基板全球市占率领先。
博敏电子:主营高端PCB,包括HDI板、高多层板,实现HDI板和AMB陶瓷基板一体化闭环,掌握陶瓷基板嵌入HDI叠层的核心工艺。
